第四节 隧道工程2一、 概述2二、 施工方案3三、 施工技术措施3（一） 确保工程质量的措施3（二） 监测措施4（三） 安全措施5四、 施工工艺及方法5（一） 施工测量5（二） 洞口段施工6（三） 隧道开挖7（四） 出碴及运输20（五） 超前支护施工20（六） 初期支护26（七） 防排水施工34（八） 仰拱施工方法39（九） 砼二次衬砌41（十） 电缆槽及附属洞室47（十一） 弃碴及环保48五、 施工辅助措施48（一） 施工通风48（二） 施工供风、供水、供电48（三） 地质超前预报49（四） 涌水预报53（五） 监控量测及措施54第四节 隧道工程一、 概述本标段仅有俄博山双线隧道，起讫里程DK275+586DK277+870,全长2284m。全隧道位于20单面下坡上，除进口端151.133m位于曲线上外，其余均位于直线上。隧道出口有17m明洞，明暗分界里程为DK277+853。隧道进、出口均与桥台相连，洞门及挡墙与桥台基坑相互干扰，要求桥台先于隧道施工。桥台与洞口间采用C20混凝土刚性过度。该隧道表层为第四系上坡积粉土、碎石土，灰褐色，稍湿，稍密。下伏第三系砂岩加泥岩，局部有加薄层炭质页岩、泥岩。隧道进出口通过砂岩加页岩地层，围岩级别为级，剩余大部为级，小部为级。隧道采用复合式补衬。俄博山隧道复合式补衬支护参数参见表6-3-4-1。表6-3-4-1俄博山隧道复合式补衬支护参数表（高寒地区）衬砌类型预留变形量（cm）初期支护二次衬砌C30砼钢筋网锚杆格栅钢架拱墙(cm)底板仰拱(cm)施工部位厚度设置部位网格间距钢筋规格设置部位间距长度设置部位钢架类型（mm）间距（m）b型58拱部23拱部25256拱部1.21.53拱部高150，B22格栅1.24050边墙12b型810拱墙25拱墙20206拱墙1.21.23.5全环18型钢14555仰拱25b型1015拱墙28拱墙20208拱墙1.21.04全环20a型钢0.65060仰拱28c型1015拱墙30拱墙20208拱墙1.21.24全环20a型钢0.55565仰拱30二、 施工方案根据总体施工安排，本隧道安排两个专业施工队伍在进出口双向施工，开工前先将洞口范围内夯实填平，再根据不同围岩级别采取不同开挖支护方式，洞内作业遵循“重地质、管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则，在施工准备阶段认真核查工程地质和水文地质，确保安全和质量的前提下展开施工。洞口端拱部各设置一环管棚，管棚长度30米。级围岩浅埋地段拱部采用42小导管超前预支护；级围岩拱部采用42小导管超前支护，然后进行开挖支护作业。开挖采双侧壁导坑法，支护紧跟开挖，开挖支护完成后尽早安排衬砌施工。级围岩先施工超前小导管，采用弧形导坑预留核心土法施工；级围岩拱部采用42小导管超前支护，采用三台阶七步法和CRD法施工。级围岩采用短台阶法施工。全隧开挖采用先爆破，然后人工配合机械作业，在施工过程中尽量采用光面爆破、控制爆破参数，减少爆破对周边围岩的扰动；隧道洞口段、浅埋段，施工时放小炮、短开挖、强支护及时衬砌，拱背回填密实，做到步步为营，稳扎稳打。二衬按仰拱先行、模板台车拱墙整体式施工。隧道施工过程中，严格按设计安装监控、监测设施，并保证状态良好，全隧道衬砌完成后，安排隧道内附属设施施工。三、 施工技术措施（一） 确保工程质量的措施为确保大断面砂岩加页岩、泥岩隧道的工程质量，施工时，必须采取切实可行的技术措施，加强施工过程的质量管理。同时，要针对大断面砂岩加页岩、泥岩隧道自身的工程特点，将地质勘探、高性能混凝土的应用、衬砌厚度检测、防水材料及其结构、初期支护收敛监测和施工测量等作为重点控制项目，予以足够的重视。1.按照标准化工地要求做好“四通一平”工作，施工道路要畅通，并满足运量及行车安全要求；2.开工前，采用全站仪准确进行洞外导线测量，并在洞外建立导线控制网，每个洞口设不少于3个平面控制点，保证洞口位置、标高准确无误；3.洞口段开挖，要与周围环境通盘考虑，事先做好排、截水设施；4.洞口边、仰坡由人工配合机械开挖、修整，并从上到下逐级按设计要求及时进行防护；5.施工中，要加强地质勘探和超前地质预报工作，探明前方的地质状况，分段仔细核对地质情况，发现围岩有较大变化时，必须立即通知监理、设计和业主共同研究确定处理方案，并及时采取有针对性的工程措施；6.洞内坚持做到无水施工，对于微量的地下水，采用喷射混凝土或注浆的办法封堵，以及设置盲沟的办法处理，洞内坚持做到无水施工，消灭一切可能存在的水患；7.支护应紧跟开挖工作面配套施工，喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射作业应分段、分片、分层，由下而上施工，当岩面有较大凹洼时，应先填平。并埋设喷厚控制标志钉，确保喷层厚度满足设计要求；8.加强施工监控量测，根据量测结果及时修正施工方案，特别是初期支护收敛监测和二衬时间的确定上，一定要做到及时准确，既不能过早衬砌而使衬砌结构承受过大的压力，也不能因初期支护结构过大变形而影响施工安全；9.加强防水材料的质量检验，坚决杜绝不合格的材料进入施工现场，防水层采用无钉孔工艺铺设，严格施工过程控制，上道工序不合格不得进行下道工序施工，做到衬砌后不渗不漏；10.二次衬砌时，要做好断面控制，控制好超挖，杜绝欠挖，衬砌厚度不得小于设计要求，对于衬砌好的地段，采用雷达探测仪对钢筋、衬砌厚度进行检查，不合要求的必须返工；（二） 监测措施俄博山隧道为大断面砂岩加页岩、泥岩隧道，地质条件复杂。为确保隧道施工安全和质量，施工中将采取如下技术措施：1.针对砂岩加页岩、泥岩地质、大跨度隧道的工程特点，首先必须详细掌握地质资料和地质变化情况，做好开挖面的观察记录，综合考虑，采用合理的施工方案。施工全过程中，要不断进行变形量测，对于不利断面应及时采取切实可行的措施。2.坚持采用“管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、快衬砌”的方针，掌握好各分部台阶间的合理距离，尽量缩短围岩开挖后的暴露时间。避免超欠挖，确保开挖断面圆顺，减少应力集中。临时支护和初期支护要及时跟进，尤其对拱脚、边墙中部及墙基部位要予以充分重视，及时打好锁脚锚杆。3.由于隧道开挖后，围岩出现应力松驰带，为了防止松弛带继续向岩体的深部发展，应在开挖后及时施作初期和临时支护，以便将松弛区和稳定区固结为一个联合体，共同受力，从而有效地控制围岩变形。4.尽早施作仰拱，为二次衬砌创造条件，使衬砌尽早封闭成环。5.隧道内采用无水施工，开挖机械采用悬臂掘进机、螺旋钻机、挖掘机、风镐、电镐。围岩内微量的地下渗水采取压浆和纤维混凝土封闭，并做好环向排水盲沟，确保排水畅通。6.加强洞内的监测手段，及时对量测数据分析处理，根据监测结果采取相应的措施，确保施工安全。（三） 安全措施俄博山隧道较常规的隧道断面大，并且为砂岩加页岩、泥岩隧道，为确保施工安全，严格按“短进尺、强支护、快封闭、早成环”原则施工，洞口仰坡及土石方工程要在进洞前做好，并做好仰坡排水设施，避免与洞内工程干扰，开挖后要土及时支护，衬砌施工要紧跟，通风设备要经常维护，以确保向工作面施工人员供应足够的新鲜空气。围岩量测数据有突变或喷混凝土表面开裂、地表出现裂缝时，应视为危险警告信号，必须立即通知施工人员撤离现场，待加固处理后再行施工。指定施工经验丰富，责任心强的专职干部负责现场安全管理和进场人员的管理，作业现场有浓厚的宣传安全气氛，有固定标语，有针对性地醒目挂牌，并在进出口有安全管理规定。四、 施工工艺及方法（一） 施工测量1. 测量方法由专业测量班负责隧道施工控制测量。开工前，采用全站仪对线路控制桩复测，并在洞口地段加密控制桩。随后复测加密水准点。为了确保隧道精确贯通，采用精密导线网取代传统的三角网作为洞内外的平面控制；沿着导线点采用光电测距三角高程方法控制隧道高程。2. 洞内导线测量洞内测量是洞外控制点向洞内导线点的引测，主要内容为施工中线测量，水准测量及施工断面测量。洞内控制点的布设采用沿线路方向布设光电测距导线网的方式。布设导线时，尽量使导线靠近两洞口连线，以减少测距误差对横向贯通的影响；增加导线闭合环的个数，以减少环中导线点的个数，增加检核条件。为了减少测角误差对横向贯通精度的影响，要尽量减少导线转折点的数量。采用激光隧道限界检测仪进行测量。快速检测洞内开挖和衬砌限界，并与设计限界实现自动化数据比较，及时指导施工。（二） 洞口段施工1. 洞口段开挖隧道进出口桥隧相接,先施工桥台,待桥台完成后再开始隧道洞口施工。洞口段开挖前，先施工洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。截水沟采用三七灰土基础，C20混凝土现浇, 洞顶刷坡线10m以外设截水沟一道，以拦截地表水。洞口明洞段采用明挖法施工，挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，人工配合整修边坡。待明洞挖至设计标高后，采用推土机平整洞口场地，压路机压实，完成洞口三通一平和各种临时设施的布置。2. 浅埋段施工浅埋地段为级围岩，地质很差，施工采用CRD法。在施工前拱部采用42小导管超前支护，根据地形、地质情况的需要采取注浆加固地层。3. 边、仰坡防护针对俄博山隧道进、出口的地质条件，分别采取如下的边、仰坡防护措施：进口端（兰州端）洞口两侧仰坡采用M10浆砌片石砌筑拱形骨架护坡，厚度为35cm，骨架护坡中空部分植草防护。出口端（乌鲁木齐端）仰坡采用M10浆砌片石砌筑拱形骨架护坡，厚度为35cm，必要时，也可先进行锚喷防护，再砌筑骨架护坡，骨架护坡中空部分植草防护。洞口边仰坡全坡面防护，并封闭洞口路基面，防止雨水冲蚀坡面。垂直方向距边、仰坡坡脚6.5m和14.5m平台处各施做C20混凝土平台截水沟一条。4. 明洞及洞门施工隧道出口段设计有17m长的明洞，明洞开挖时从边墙顶部起坡，并将边坡挖成台阶状，以利于明洞上部回填。明洞开挖完成后，按照仰拱先行，先墙后拱的顺序整体浇筑施工。衬砌完成后，及时进行明洞防水层施工，并按设计要求对上部回填，完善洞顶永久性排水设施。为确保洞口施工安全，按照设计要求并结合地形地质条件，避开雨季尽早安排洞门施工。出口采用帽檐斜切式洞门。进口端洞门与正洞二次衬砌结构整体浇筑，以增强洞门的稳定性。洞门墙采用混凝土整体式浇筑，施工时采用定型内外钢模板，以确保洞门尺寸和线型要求，洞门墙与衬砌间设短筋连接，增加整体稳定性。5. 进洞方案俄博山隧道进、出口段埋深浅，为级围岩，岩质较差，为确保隧道安全进洞，在进、出口处各用108mm、L=30m的超前管棚支护，管棚环向间距40cm，管内压注水泥砂浆，以增强其刚度。完成超前支护后开挖进洞。开挖时，采用由人工配合机械分部开挖，进尺控制在0.71m以内，各部开挖后及时架立格栅、型钢钢架（含永久和临时），并按设计挂网喷射混凝土封闭。分部开挖及拱墙初支完成后，进行基底加固，等正洞掘进至50m后，及时施作洞口段二次衬砌，以利于洞口安全。（三） 隧道开挖隧道开挖按照新奥法原理施工，根据不同的围岩选择不同的开挖方法，对于软弱围岩及断层破碎带地段，严格按照“先预报、管超前、短开挖